JPS59165801A - タ−ボ機械の推力調整方法及び装置 - Google Patents
タ−ボ機械の推力調整方法及び装置Info
- Publication number
- JPS59165801A JPS59165801A JP3744983A JP3744983A JPS59165801A JP S59165801 A JPS59165801 A JP S59165801A JP 3744983 A JP3744983 A JP 3744983A JP 3744983 A JP3744983 A JP 3744983A JP S59165801 A JPS59165801 A JP S59165801A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thrust
- bearing
- pressure
- pressure side
- turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D3/00—Machines or engines with axial-thrust balancing effected by working-fluid
- F01D3/04—Machines or engines with axial-thrust balancing effected by working-fluid axial thrust being compensated by thrust-balancing dummy piston or the like
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、蒸気タービン、ガスタービン、プロワ、コン
プレッサ等のターボ機械の推力調整方法及び装置の改良
に関する。
プレッサ等のターボ機械の推力調整方法及び装置の改良
に関する。
蒸気推力はターピ／が出来上ってしまうと、簡単に変え
ることは出来ず、計算の精度に現状技術では限界があり
、計算と実際運転でずれが生じ、時として過大な推力が
発生し、タービンロータの軸位置が大きく変化してアラ
ームが出たり、その推力軸受メタル温度が上昇してやは
シアラームが出たシして運転に支障を来たすばかシでな
く、推力軸受メタルの摩耗や、最悪″め場合にはメタル
焼損事故を発生することもある。
ることは出来ず、計算の精度に現状技術では限界があり
、計算と実際運転でずれが生じ、時として過大な推力が
発生し、タービンロータの軸位置が大きく変化してアラ
ームが出たり、その推力軸受メタル温度が上昇してやは
シアラームが出たシして運転に支障を来たすばかシでな
く、推力軸受メタルの摩耗や、最悪″め場合にはメタル
焼損事故を発生することもある。
このような場合、従来はスラストバランス管（第 図参
照）にオリフィスを入れたり、弁を取付ける事によシ調
整していたが、調整にはタービンを停止したシ、或い、
は、手動で計器を見ながら調整していたので煩わしかっ
た。
照）にオリフィスを入れたり、弁を取付ける事によシ調
整していたが、調整にはタービンを停止したシ、或い、
は、手動で計器を見ながら調整していたので煩わしかっ
た。
本発明は、実際に、この二うな問題に直面し、これの解
決に苦労した経験に基づき完成されたもので、故障を来
たさず、終始円滑な運転が確保できる新規なターボ機械
の推力調整方法及び装置を提供することを目的とする。
決に苦労した経験に基づき完成されたもので、故障を来
たさず、終始円滑な運転が確保できる新規なターボ機械
の推力調整方法及び装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、本発明の一ター、重機械の
推力調整方法は、ターボ機械の作動媒体によって発生す
る推力が推力軸受の面圧の許容限度を越えるとその許容
限度以上の推力を運転中に他に逃すことによシ推カバラ
ンスを自動的に調整し、如何なる運転状態の変化におい
ても、常に推力軸受の面圧が許容値内に納まるようにし
たことを特徴とする。
推力調整方法は、ターボ機械の作動媒体によって発生す
る推力が推力軸受の面圧の許容限度を越えるとその許容
限度以上の推力を運転中に他に逃すことによシ推カバラ
ンスを自動的に調整し、如何なる運転状態の変化におい
ても、常に推力軸受の面圧が許容値内に納まるようにし
たことを特徴とする。
そして、また、前記目的を達成するために、本発明のタ
ーボ機械の推力調整装置は、タービンロータを軸支する
ケーシング内の高圧側軸受の近傍と低圧側軸受の近傍と
をバランス用配管で連結し、該バランス用配管の途中に
弁あるいはオリフィスなどの推力調整を設けているター
ボ機械にお込て、軸位置計或いは推力軸受メタル温度計
を具備するタービン監視計器を設け、その軸位置計或い
は推力軸受メタル温度計により取出す信号により前記推
力調整装置を制御するよう構成したことを特徴とする。
ーボ機械の推力調整装置は、タービンロータを軸支する
ケーシング内の高圧側軸受の近傍と低圧側軸受の近傍と
をバランス用配管で連結し、該バランス用配管の途中に
弁あるいはオリフィスなどの推力調整を設けているター
ボ機械にお込て、軸位置計或いは推力軸受メタル温度計
を具備するタービン監視計器を設け、その軸位置計或い
は推力軸受メタル温度計により取出す信号により前記推
力調整装置を制御するよう構成したことを特徴とする。
以下、本発明の詳細を図示する実施例に従って順次説−
する。
する。
第１図は、作動方式からの分類では衝動型タービン、タ
ービンに入る蒸気と出る蒸気の状態の分類では背圧ター
ビンに属するターボ機械の実施例であり、ケーシングｌ
内に軸支されるタービンロータ２は、これと一体に形成
されたディスク２１と、該ディスク２１に植込まれた動
翼３との組からなる段が、複数段並列して設けられてい
る。４は前記ケーシング１の高圧側軸受（高圧グランド
環ともいう）、２２は該高圧側軸受４に当接する前記タ
ービンロータ２の軸突起部分、５は前記ケーシング１の
低圧側軸受（低圧グランド環ともい５Ｌ２３は賠低圧側
軸受５に当接する前記タービンロータ２の軸突起部分、
６．は、前記高圧側軸受４の内側のケーシング部分に設
けられるダミー環で、その径は該高圧側軸受４より大で
ある。２４は該ダミー環６に当接する前記タービンロー
タ２の軸突起部分で前記軸突起部分２２より外周に高く
突出して径を大としている。
ービンに入る蒸気と出る蒸気の状態の分類では背圧ター
ビンに属するターボ機械の実施例であり、ケーシングｌ
内に軸支されるタービンロータ２は、これと一体に形成
されたディスク２１と、該ディスク２１に植込まれた動
翼３との組からなる段が、複数段並列して設けられてい
る。４は前記ケーシング１の高圧側軸受（高圧グランド
環ともいう）、２２は該高圧側軸受４に当接する前記タ
ービンロータ２の軸突起部分、５は前記ケーシング１の
低圧側軸受（低圧グランド環ともい５Ｌ２３は賠低圧側
軸受５に当接する前記タービンロータ２の軸突起部分、
６．は、前記高圧側軸受４の内側のケーシング部分に設
けられるダミー環で、その径は該高圧側軸受４より大で
ある。２４は該ダミー環６に当接する前記タービンロー
タ２の軸突起部分で前記軸突起部分２２より外周に高く
突出して径を大としている。
前記ケーシングｌの高圧側軸受４と前記ダミー環６との
間の部分と、前記低圧側軸受５の内側部分とには、第２
図に示すよ５に、それらの部分を連絡するようにバラン
ス管７が配、設され、該バランス管７は、ダミー環６の
出口よりの漏洩蒸姐なタービン排気（抽気タービンの場
合には油気、ｉ水タービンの場合には低圧段落の適当な
所）へ回収するようになっている。
間の部分と、前記低圧側軸受５の内側部分とには、第２
図に示すよ５に、それらの部分を連絡するようにバラン
ス管７が配、設され、該バランス管７は、ダミー環６の
出口よりの漏洩蒸姐なタービン排気（抽気タービンの場
合には油気、ｉ水タービンの場合には低圧段落の適当な
所）へ回収するようになっている。
なお、復水タービンの場合には、ダミー環６は複数に分
割され、中間の出口はタービンの途中段落（通常給水加
熱器用の抽気段）の適当な所へ接続される。
割され、中間の出口はタービンの途中段落（通常給水加
熱器用の抽気段）の適当な所へ接続される。
従って、タービンの運転中、動翼３及びディスク２１に
働ら（蒸気推力８は、ダミー環６の内径を適当に決める
ことにより、該ダミー環６の内側に対応して設けられた
タービンロータ突起部２４に働ら（反対向きの蒸気推力
９と釣合せることが出来るようになっている。
働ら（蒸気推力８は、ダミー環６の内径を適当に決める
ことにより、該ダミー環６の内側に対応して設けられた
タービンロータ突起部２４に働ら（反対向きの蒸気推力
９と釣合せることが出来るようになっている。
なお、高圧グランド環４と低圧グランド環５の内径は通
常等しく作られるので１両者に対応するロータ軸突起部
２２．２３に働らく蒸気推力１０．１１は略簀しく、略
釣合うよ５になっている。
常等しく作られるので１両者に対応するロータ軸突起部
２２．２３に働らく蒸気推力１０．１１は略簀しく、略
釣合うよ５になっている。
このようにして、通常タービンを設計する際、蒸気推力
は、はソ零か、或いは、推力軸受で十分受容できるだけ
の推力となるようダミー環６の内径が決められている。
は、はソ零か、或いは、推力軸受で十分受容できるだけ
の推力となるようダミー環６の内径が決められている。
しかしながら、実際のタービンでは運転中、ノズル１２
や動翼３に蒸気中に含まれている不純物がスケールとな
って付着したり、ノズル１２や動翼３の製作誤差等によ
り動翼３前後に発生する蒸気圧力分布が計画値とずれて
くることがある。更には、ディスク２１の前後に発生す
る蒸気圧力差゛は計算と実際とが一致しないことが多く
、このため、時として、過、大な蒸気推力が発生・−１
推力軸受の摩耗や焼損等の事故を招いている。
や動翼３に蒸気中に含まれている不純物がスケールとな
って付着したり、ノズル１２や動翼３の製作誤差等によ
り動翼３前後に発生する蒸気圧力分布が計画値とずれて
くることがある。更には、ディスク２１の前後に発生す
る蒸気圧力差゛は計算と実際とが一致しないことが多く
、このため、時として、過、大な蒸気推力が発生・−１
推力軸受の摩耗や焼損等の事故を招いている。
そこで、前記バランス管７の途中に、弁１３を設けて、
その弁１３の開閉を、タービンを停止して調整したり、
或いは、計器を見ながら手動で調整したりすることが従
来公知であった。
その弁１３の開閉を、タービンを停止して調整したり、
或いは、計器を見ながら手動で調整したりすることが従
来公知であった。
本発明は、このような弁１３の開閉操作を、タービンを
停止せず、運転中に自動的に行うようにしたもので、該
弁１３は、制御信号１４により始動する油圧作動、又は
、電気的操作等で開閉可能となっており、該制御信号１
４はタービンロータ２の軸位置計或いは推力軸受メタル
温度計（図示せず）により取出すよう構成されている。
停止せず、運転中に自動的に行うようにしたもので、該
弁１３は、制御信号１４により始動する油圧作動、又は
、電気的操作等で開閉可能となっており、該制御信号１
４はタービンロータ２の軸位置計或いは推力軸受メタル
温度計（図示せず）により取出すよう構成されている。
該弁１３を開閉する一例として、油圧によるアクチュエ
ータの働きで、ケーシング１の外周にある図示しないリ
ンク機構を作動させる方法が考えられる。これら軸位置
計或いは推力軸受メタル温度計はタービン監視計器（図
示せず）に装備されている。
ータの働きで、ケーシング１の外周にある図示しないリ
ンク機構を作動させる方法が考えられる。これら軸位置
計或いは推力軸受メタル温度計はタービン監視計器（図
示せず）に装備されている。
次に、上述のように構成される推力調整装置の作用を説
明する。
明する。
先ず、その推力調整装置を作用させるに当って。
次の準備をしてお（。即ち、蒸気推力９．１Ｏ１１１は
計算と実際とが良（一致するが、推力８は。
計算と実際とが良（一致するが、推力８は。
前述のように計算と実際とが合わないことや、運転開始
時には合っていても次第にずれてくることがある。この
ずれは大きい方にも、小さい方にもずれる可能性がある
ので、大きい方にずれた場合は、バランスを取るため、
ダミー環６の出口圧力を下げなければならないことから
、弁１３を開けられるよう、あらかじめ成程度、該弁１
３を絞った状態で推力がバランスするよう計画しておく
。
時には合っていても次第にずれてくることがある。この
ずれは大きい方にも、小さい方にもずれる可能性がある
ので、大きい方にずれた場合は、バランスを取るため、
ダミー環６の出口圧力を下げなければならないことから
、弁１３を開けられるよう、あらかじめ成程度、該弁１
３を絞った状態で推力がバランスするよう計画しておく
。
そして、この推力の計画値とのずれは、推力軸受の面圧
の変化となり、タービン監視計器の軸位置計の指示の変
化や、推力軸受、メタル温度計の温度上昇として検出さ
れるようにしておき、従って、これらの指示値に許容範
囲を予め決めておく。
の変化となり、タービン監視計器の軸位置計の指示の変
化や、推力軸受、メタル温度計の温度上昇として検出さ
れるようにしておき、従って、これらの指示値に許容範
囲を予め決めておく。
而して、その指示値の許容範囲を推力軸受の面圧が越え
たときには、その監視計器より、軸位置計の指示の変化
や、軸受メタル温度計の温度上昇として検出されて信号
が発せられ、弁１３が油圧操作又は、電気的操作により
開度を増し、ダミー環６の出口圧力を下げるべく、過木
な蒸気推力をバランス管７に流して低圧側軸受５の内側
部分に送給する。
たときには、その監視計器より、軸位置計の指示の変化
や、軸受メタル温度計の温度上昇として検出されて信号
が発せられ、弁１３が油圧操作又は、電気的操作により
開度を増し、ダミー環６の出口圧力を下げるべく、過木
な蒸気推力をバランス管７に流して低圧側軸受５の内側
部分に送給する。
このようにして、ダミー環６出口の圧力を変えることに
より、推力９（推力１０も変化するが、該当するタービ
ンロータ径が小さいので、推力９に比して小さい）を変
化させて総合した推力が過大にならないようにする。弁
１３が全開状態でダミー環６の出口圧力は最低となり、
該弁１３を絞っていくと、その出ロ圧力＋−ｉ次第に上
昇する。このためダミー環６の出入口の圧力差は減少し
、蒸気推力９は減少する。一方、推力１０は増加す“る
が、ダミー環６の内径の方が高圧グランド環４の内径よ
り大きいので、全体としては蒸気推力は減少し、第２図
で右方向、即ち、ターきンの高圧側から低圧側へ向う推
力が増大することになる。
より、推力９（推力１０も変化するが、該当するタービ
ンロータ径が小さいので、推力９に比して小さい）を変
化させて総合した推力が過大にならないようにする。弁
１３が全開状態でダミー環６の出口圧力は最低となり、
該弁１３を絞っていくと、その出ロ圧力＋−ｉ次第に上
昇する。このためダミー環６の出入口の圧力差は減少し
、蒸気推力９は減少する。一方、推力１０は増加す“る
が、ダミー環６の内径の方が高圧グランド環４の内径よ
り大きいので、全体としては蒸気推力は減少し、第２図
で右方向、即ち、ターきンの高圧側から低圧側へ向う推
力が増大することになる。
以上述べたように、本発明によれば、タービン監視計器
の軸位置計や推力軸受メタル温度計の指定値に許容範囲
を予め決めておき、その許容範囲を推力軸受の面圧が越
えたとき、これら監視計器のいずれかより信号を発生し
て、バランス管の弁を開又は閉にして、前記推力軸受の
面圧及びその推力を許容範囲に入るよう自動的に調整す
ることが可能となる。
の軸位置計や推力軸受メタル温度計の指定値に許容範囲
を予め決めておき、その許容範囲を推力軸受の面圧が越
えたとき、これら監視計器のいずれかより信号を発生し
て、バランス管の弁を開又は閉にして、前記推力軸受の
面圧及びその推力を許容範囲に入るよう自動的に調整す
ることが可能となる。
従って、本発明によれば、計画（計算）した推力と実際
の推力がくい違って、過大な推力が発生する場合や、運
転中の変化で過大な推力が発生する場合に、タービンを
改造する等の対策なしに安全に運転を維続することがで
きるのである。
の推力がくい違って、過大な推力が発生する場合や、運
転中の変化で過大な推力が発生する場合に、タービンを
改造する等の対策なしに安全に運転を維続することがで
きるのである。
第１図は本発明を実施したターボ機械の縦断面図、第２
図は同上ターボ機械の要部の作用の説明図である。 １−−ケーシング、２・・タービンロータ、４・・高圧
側軸受、５・・低圧側軸受、６・・ダミー環、７・・バ
ランス管、１３・−Ｗ 、 １４・督信号。
図は同上ターボ機械の要部の作用の説明図である。 １−−ケーシング、２・・タービンロータ、４・・高圧
側軸受、５・・低圧側軸受、６・・ダミー環、７・・バ
ランス管、１３・−Ｗ 、 １４・督信号。
Claims (2)
- （１） ターボ機械の作動媒体によって発生する°推
力が一推力軸受の面圧の許容限度を越えるとその許容限
度以上の推力を運転中に他に逃すことによシ推カバラン
スを自動的に調整し、如何なる運転状態の変化において
も、常に推力軸受の面圧が許容値内に納まるようにした
ことを特徴とするターボ機械の推力調整方法。 - （２）タービンロータを軸支するケーシング内の高圧側
軸学の近傍と低圧側軸受の近傍とをバランス用配管で連
絡し、該バランス用配管の途中に弁あるいはオリフィス
などの推力調整装置を設けているターボ機械において、
軸位置計或いは推力軸受メタル温度計を具備するタービ
ン監視器を設け、その軸位置計或いは推力軸受メタル温
度計によシ取出す信号により前記推力調整装置を制御す
るよう構成したことを特徴とするターボ機械の推力調整
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3744983A JPS59165801A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | タ−ボ機械の推力調整方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3744983A JPS59165801A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | タ−ボ機械の推力調整方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59165801A true JPS59165801A (ja) | 1984-09-19 |
Family
ID=12497806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3744983A Pending JPS59165801A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | タ−ボ機械の推力調整方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59165801A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6040703A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-04 | Hitachi Ltd | タ−ビンのスラスト力調整装置 |
| US4917570A (en) * | 1988-05-13 | 1990-04-17 | Westinghouse Electric Corp. | Turbine shaft axial load protection system |
| ITCO20120066A1 (it) * | 2012-12-20 | 2014-06-21 | Nuovo Pignone Srl | Metodo per bilanciare la spinta, turbina e motore a turbina |
| JP2014527597A (ja) * | 2011-08-30 | 2014-10-16 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 流体機械のための冷却 |
-
1983
- 1983-03-09 JP JP3744983A patent/JPS59165801A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6040703A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-04 | Hitachi Ltd | タ−ビンのスラスト力調整装置 |
| US4917570A (en) * | 1988-05-13 | 1990-04-17 | Westinghouse Electric Corp. | Turbine shaft axial load protection system |
| JP2014527597A (ja) * | 2011-08-30 | 2014-10-16 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 流体機械のための冷却 |
| ITCO20120066A1 (it) * | 2012-12-20 | 2014-06-21 | Nuovo Pignone Srl | Metodo per bilanciare la spinta, turbina e motore a turbina |
| WO2014095712A1 (en) * | 2012-12-20 | 2014-06-26 | Nuovo Pignone Srl | Method for balancing thrust, turbine and turbine engine |
| CN105143606A (zh) * | 2012-12-20 | 2015-12-09 | 诺沃皮尼奥内股份有限公司 | 用于平衡推力的方法、涡轮和涡轮发动机 |
| JP2016503851A (ja) * | 2012-12-20 | 2016-02-08 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソチエタ レスポンサビリタ リミタータＮｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ Ｓ．Ｒ．Ｌ． | スラストの平衡のための方法、タービン、及びタービンエンジン |
| CN105143606B (zh) * | 2012-12-20 | 2019-08-06 | 诺沃皮尼奥内股份有限公司 | 用于平衡推力的方法、涡轮和涡轮发动机 |
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